DNA nuclear

Esta é uma pré-visualização de arquivo. Entre para ver o arquivo original

*
*
A cromatina
Heterocromatina: regiões do cromossomo que durante a interfase permanecem condensadas e coram intensamente.
Eucromatina: regiões do cromossomo que durante a interfase se encontram descondensadas.
Em 1928, Heitz demonstrou que a diferença de coloração na cromatina refletia a existência de dois tipos de cromatina. 
heterocromatina
*
CARACTERÍSTICAS GERAIS DA EUROCROMATINA
Sofre o processo normal de condensação e descondensação no ciclo célula;
Constitui a maioria do material cromossômico, e é onde ocorre a maior parte da transcrição - Representa áreas geneticamente ativas.
Presença de atividade gênica;
Durante a interfase aparece menos compactada;
Inicia sua replicação no início da fase S.
*
CARACTERÍSTICAS GERAIS DA HETEROCROMATINA
Ausência de atividade gênica: Como aparece permanentemente condensada, há bloqueio da transcrição.
	Provavelmente representa áreas geneticamente inativas, não transcritas em RNAm.
2. Replicação tardia de DNA: Replicação no final da fase S.
3. Pode encontrar-se nas regiões do genoma que contêm curtas sequências repetitivas de DNA.
TIPOS DE HETEROCROMATINA
Brown (1966), concluiu haver pelo menos dois tipos de heterocromatina, que ele denominou:
 HETEROCROMATINA FACULTATIVA
 HETEROCROMATINA CONSTITUTIVA
*
 HETEROCROMATINA CONSTITUTIVA
Permanece condensada durante todo o ciclo celular;
O grau de condensação é o mesmo para todas as células do indivíduo;
Geralmente são sequências altamente repetitivas que nunca são transcritas, concentram-se nas regiões do centrômero, telômeros e proximidade das constrições secundárias;
Ocorre em ambos os homólogos, na mesma posição e com o mesmo tamanho;
Normalmente não contém genes estruturais;
*
 HETEROCROMATINA FACULTATIVA
Ora se comporta como heterocromatina – mantendo-se condensada durante a interfase, com replicação tardia e ausência de expressão gênica, - Ora como uma eucromatina típica;
Aparece em apenas um dos homólogos de cada par cromossômico;
Envolve todo o cromossomo e não apenas sequências;
*
 As células humanas contêm mais de 6 bilhões de pares de bases de DNA, que se esticados de ponta a ponta, mediriam cerca de 1,80 m.
O DNA do menor cromossomo humano, se fosse esticado teria 14.000 vezes o tamanho do núcleo. 
Como essa discrepância é resolvida?
Mudanças na estrutura da cromatina - Embora o DNA eucariótico deva estar bem compactado para se ajustar ao núcleo da célula, ele também deve, periodicamente, desenrolar-se para sofrer transcrição e replicação.
*
COMPACTAÇÃO DO DNA 
EUCARIOTOS
*
*
NUCLEOSSOMOS
A subunidade fundamental da cromatina em todos os eucariotos é o nucleossomo.
Primeiro nível de organização do DNA - razão de compactação de ~ 6 a 7.
Histonas nucleossômicas: H2A, H2B, H3 e H4 – também conhecidas como histonas centrais;
A histona H1 tem a função de estabilizar o nucleossomo. 
*
FIBRA DE 30 nm - SOLENÓIDE
O segundo nível de organização é o enrolamento de uma série de nucleossomos em um arranjo helicoidal para constituir uma fibra de 30 nm.
A fibra de 30 nm é encontrada tanto na cromatina intefásica como nos cromossomos mitóticos, e eleva a razão de compactação para ~40.
*
*
COMPACTAÇÃO DA FIBRA
O Terceiro nível de compactação ainda não está bem entendido. 
A fibra de 30 nm se organiza em alças, que se dobram sobre si, ancoradas a um esqueleto proteico (proteínas não-histônicas).
Isso leva a uma razão de compactação de ~1000 na eucromatina, e para formar o cromossomo metafásico a razão pode chegar a ~10.000.
A heterocromatina geralmente possui uma razão de compactação de ~10.000, tanto na intérfase como na fase M.
*
As proteínas não histônicas compreende todos as demais proteínas associadas à cromatina.
- Quantidade extremamente variável (+ de 500 tipos);
- Formam um conjunto heterogêneo de proteínas (5.000 a 250.000 Da) - Incluem proteínas contráteis (actina e miosina); ribossomais; enzimas envolvidas na replicação e transcrição; do esqueleto cromossômico, etc.
A proporção deste componentes varia de espécie para espécie, contudo, a razão:
 DNA/ Proteínas histônicas é de 1:1
 RNA e proteínas ácidas – variável.
PROTEÍNAS NÃO HISTÔNICAS OU PROTEÍNAS ÁCIDAS 
*
Presença de outras proteínas funcionam como uma espécie de suporte à cromatina – Esqueleto protéico
Apesar das histonas serem as proteínas predominantes na cromatina,
outras proteínas também participam da sua organização. 
Estas proteínas funcionam como um suporte/esqueleto sobre o qual o DNA é organizado.
Estas proteínas são conhecidas como “scaffold proteins” (proteínas do esqueleto ou esqueleto protéico).
*
Micrografia eletrônica de varredura de uma região próxima de uma das extremidades de um cromossomo mitótico.
*
Estrutura do cromossomo metafásico
 2 braços:
Curto (p)
Longo (q)
Centrômero
Par de cromátide
Telômero
*
Centrômero 
Região parcialmente descondensada que divide a cromátide em dois braços.
Na maioria das espécies os cromossomos são monocêntricos, ou seja possuem apenas centrômero.
*
Cinetócoro
Estrutura de natureza protéica, situada na região do centrômero, onde se ligam as fibras do fuso.
*
Esse tipo de constrição é geralmente observada em ao menos um dos cromossomos do conjunto haplóide de cada espécie.
Nesta região o DNA esta descondensado, formando lacuna. 
CONSTRIÇÃO SECUNDÁRIA
*
Os cromossomos que contêm essa constrição são frequentemente vistos, durante a prófase, associados ao nucléolo, por isso, essa constrição é denominada também de Regiões Organizadora do Nucléolo (RON ou NOR). 
CONSTRIÇÃO SECUNDÁRIA
Cromossomos de Clyomus laticeps corados com a técnica convencional
*
Telômeros contêm sequências repetidas de nucleotídeos que permitem que as extremidades dos cromossomos sejam replicadas.
 As sequências de DNA dos telômeros de uma variedade de eucariotos são similares, sendo composta por repetições de uma sequência única de DNA, que contém um agrupamento de guaninas em uma das fitas. 
TELÔMEROS
Encontrado em cada uma das duas extremidades de um cromossomo linear, eles servem para estabilizar as pontas dos cromossomos.
*
Por exemplo, a sequência de repetição no telômero em humanos e outros mamíferos é 5' TTAGGG 3'. Essa sequência é repetidas em média 2000.
5'...TTAGGG TTAGGG TTAGGG TTAGGG TTAGGG TTAGGG..3' 3'...AATCCC AATCCC AATCCC AATCCC AATCCC AATCCC..5'
Os resultados de pesquisas sugerem que os telômeros também participam da limitação do número de divisões celulares e podem ter papéis importantes no envelhecimento e no câncer.
*
Posição do centrômero
r = l/c
r = razão entre os braços cromossômicos
l = braço longo
c = braço curto
ic = índice cromossômico
ic = (c . 100)/(c + l)
Cromossomo		r		ic
Metacêntrico		1,00 – 1,49	50,0 – 40,1
Submetacêntrico	1,50 – 2,99	40,0 – 25,1
Acrocêntrico		3,00 - ∞	25,0 – 0,01
CLASSIFICAÇÃO DOS CROMOSSOMOS EM RELAÇÃO A POSIÇÃO DO CENTRÔMERO
*
Tipos de cromossomos
*
VARIAÇÃO NA QUANTIDADE DE DNA
A quantidade de DNA de um organismo não está correlacionada com a complexidade do mesmo.
Dimensão dos genomas
Kilobase (Kb) = 1 x 103 Pb
Megabase (Mb) = 1 x 103 Kb
	 1 x 106 Pb
Gigabase (Gb) = 1 x 103 Mb
	 1 x 106 Kb
	 1 x 109 Pb
O genoma humano possui 3,6 bilhões de pb.
Estima-se que existam entre 20 a 25 mil genes estruturais.
*
FONTE DE DNA EM “EXCESSO”
Os genes não se organizam de forma contínua, um ligado ao outro, mas sim separados por segmentos de DNA conhecidos como ESPAÇADORES.
Ex. Os 5 genes das histonas têm 5.580 nucleotídeos, mas 2.880 são de DNA ESPAÇADORES.
EX. Colgágeno tem 1.000 aminoácidos. Precisaria de 3.000 nucleotídeos, mas tem 40.000.
DNA REPETITIVO – Certas sequências de DNA podem estar repetidas dezenas, centenas ou milhares de vezes no genoma
haploide.
Apenas uma parte do DNA que constitui um gene contém informação genética. Na maioria dos genes existem íntrons.
*
Genomas Procariotos
 Possuem a informação genética numa só molécula;
 Têm poucos genes (E.coli tem ~4400);
 Têm um genoma compacto com poucos ou nenhuns espaços entre os genes;
 Não têm genes descontínuos, não possuem íntrons;
 Têm poucas sequências repetitivas.
Genomas Eucariotos
 Possuem a informação genética em várias moléculas;
 Tamanhos de genomas muito diferentes (não se relacionam com o número de genes);
 Muitas sequências repetitivas não codificantes;
 Genes com muitos íntrons.
Cada molécula de DNA está compactada num cromossomo separado e a informação genética total armazenada nos cromossomos de um organismo constitui o seu genoma.
*
Referencias
GRIFFITHS, A. J. F., WESSLER, S. R., CARROLL, S. B. DOEBLEY, J. Introdução à Genética. 10ª edição. Editora Guanabara Koogan, 2013. 737p
GUERRA, M.S. Introdução à Citogenética Geral. Editora Guanabara S.A. Rio de Janeiro – RJ. 1988. 142 p.
 
LEWIS, R. Genética humana – Conceitos e Aplicações. 5ª.ed. Editora: Guanabara Koogan, Rio de Janeiro, 2004. 453p.
PIERCE, B. A. Genética - um enfoque conceitual. 3ª edição. Editora: Guanabara Koogan. 2011. 756p.
STRACHAN T., READ, A. Genética molecular humana. 4ª edição. Editora: Artmed. 2013. 780p.
*
*